教版高中物理必修3電場電場強度教學(xué)設(shè)計

課題電場電場強度(第2課時)單元9學(xué)科物理年級高二

本節(jié)課所采用的教材是人教版高中物理必修3第9章第3節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)我們共分為二

課時完成，第一課時我們已經(jīng)講了“電場”“電場強度”“點電荷的電場電場強度的疊加”

這部分內(nèi)容。第二課時我們主要講“電場線”“勻強電場”這部分內(nèi)容。

通過電場線的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生感悟到科學(xué)家是如何用虛擬的圖線來描述抽象的物理概念

的。它能使物理概念具體化、形象化，這充分體現(xiàn)了科學(xué)研究中一種十分重要的思想方法，

學(xué)習(xí)電場線需要明確以下幾個問題:

教材

①用電場線可以表示電場的方向與強弱(強調(diào):電場線上每點的切線方向表示該點的電

分析

場強度方向，并且這些電場線都是空間分布的);

②電場線是從正電荷或無限遠出發(fā)，終止于無限遠或負電荷;

③在同一電場中電場線不可相交表示了電場中電場強度的惟一性;

④在同一幅圖中，可以用電場線的疏密來表示電場強度的相對大小；

⑤電場中實際上并不存在電場線，但電場線是形象描述電場的有效工具；

對于勻強電場，應(yīng)該讓學(xué)生掌握勻強電場的特點。

一、教學(xué)目標

1.通過電場線的學(xué)習(xí)，能讀懂一些典型電場的電場線分布圖，知道常見幾種的電場線的

特點。

2.會用電場線來描述有關(guān)的電場，即會用電場線描述電場強度的大小和方向。

教學(xué)

3.知道常見幾種的電場線的特點。

目標

與核二、核心素養(yǎng)

心素物理觀念：使學(xué)生感悟到用虛擬的圖線描述抽象的物理概念的做法是科學(xué)研究中一種重

養(yǎng)

要的思想方法。

科學(xué)思維：領(lǐng)略用虛擬的圖線描述抽象的物理概念的物理學(xué)研究方法。

科學(xué)探究：經(jīng)歷了解“典型電場的電場線分布圖”的過程，獲得探究的樂趣。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：體驗探究物理規(guī)律的艱辛與喜悅，體會科學(xué)家嚴謹科學(xué)的態(tài)度。

重點掌握電場線、勻強電場的內(nèi)容與特征

難點利用電場線判斷場強的變化。

教學(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖

導(dǎo)入新課知識回顧:計算電場強度的公式有哪些？

學(xué)生回憶電場讓學(xué)生知道除了

定義式，適用于一切電場:適用于點電荷

強度的公式用數(shù)學(xué)公式描述

的電場:

電場外，還可以

除了用數(shù)學(xué)公式描述電場外，形象地了解和描

用電場線描述

述電場中各點電場強度的大小和方向也很重要。法

拉第采用了一個簡潔的方法來描述電場，那就是畫

電場線。

今天我們就來了解電場線的有關(guān)知識。

講授新課一、電場線

1.電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲

線，曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方

向。

學(xué)生觀察圖中掌握電場線上各

的曲線的切線點的切線方向與

該點的電場強度

電場線上各點的切線方向與該點的電場強度方向一致

方向一致。

(1)畫法:在電場中畫出一些曲線，從正電荷或

無限遠出發(fā)到無限遠或負電荷終止的一系列曲線。

(2)表示方法:電場線上任意一點順著電場線的

切線方向，表示該點電場強度方向；電場線的疏密

程度表示電場強度的大小。

2.電場線的特點

(1)不閉合：電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，終

止于無限遠或負電荷。學(xué)生記憶理解掌握理解電場線

(2)不中斷：在無電荷的區(qū)域內(nèi)不會中斷；電場線的特點的特點

(3)電場線不相交、不相切：同一電場的電場線(1)不閉合(2)

在電場中不相交，這是因為在電場中任意一點的電不中斷(3)電

場強度不可能有兩個方向；電場線相切意味著無限場線不相交、

稠密，表明電場強度無限大，但電場強度無限大的不相切

電場不存在所以電場線不相切。

2.對電場線的理解

(1)電場線不存在:電場線是為了形象描述電場

而假設(shè)的，是一種科學(xué)抽象出來的物理模型。

(2)電場線不是帶電粒子的運動軌跡。學(xué)生掌握電場進一步理解電場

特別提醒!線不存在和電線

電場線與帶電粒子運動軌跡重合的條件:(1)電場線不是帶電

場線是直線；粒子的運動軌

(2)帶電粒子只受靜電力作用，或受其他力但合跡

力方向沿電場線所在直線；

(3)帶電粒子初速度為零或初速度方向沿電場

線所在的直線。

針對練習(xí)：如圖所示，帶箭頭的直線是某一電

場中的一條電場線，在這條線上有A、B兩點，用

EA、EB表示A、B兩處的電場強度，則()

學(xué)生練習(xí)鞏固電場線和電

A.A、B兩處的電場強度方向相同場強度方向等有

B.因為A、B在一條電場線上,且電場線是直線，關(guān)知識

所以EA=EB

C.電場線從A指向B，所以EA>EB

D.不知A、B附近電場線的分布情況，EA、EB

的大小不能確定

答案：AD

3.幾種常見電場中電場線的分布

(1)正負電荷的電場線學(xué)生閱讀課文鍛煉學(xué)生的自主

觀察并畫出正學(xué)習(xí)能力和觀察

負電荷的電場能力

線

針對練習(xí)：如圖所示是點電荷Q周圍的電場

線，圖中A到Q的距離小于B到Q的距離。以下

判斷正確的是()

學(xué)生練習(xí)鞏固點電荷的電

場線和電場強度

A.Q是正電荷，A點的電場強度大于B點的電

場強度

B.Q是正電荷，A點的電場強度小于B點的電

場強度

C.Q是負電荷，A點的電場強度大于B點的電

場強度

D.Q是負電荷，A點的電場強度小于B點的電

場強度

答案：A

（2）等量異種點電荷的電場線

學(xué)生觀察等量掌握等量異種點

異種電荷的電電荷的兩電荷的

場線連線上和兩電荷

連線的中垂線上

等量異種點電荷的電場線

電場強度的變化

①兩電荷的連線上:各點電場強度的方向由正

電荷沿兩電荷的連線指向負電荷，O點的電場強度

最小，從O點沿兩電荷的連線向兩邊逐漸增大；兩

電荷的連線上，任一點c與它關(guān)于O點對稱的點d

的電場強度相同。

等量異種點電荷的電場線

②兩電荷連線的中垂線上:各點的電場強度方

向為由正電荷的一邊指向負電荷的一邊，且與中垂

線垂直，O點的電場強度最大，從O點沿中垂線向

兩邊逐漸減小，直至無窮遠時為零；中垂線上任意

一點a與該點關(guān)于O點的對稱點b的電場強度大小

相等方向相同。

針對練習(xí)：如圖所示，在真空中等量異種點電

荷形成的電場中:O是電荷連線的中點，C、D是連

線中垂線上關(guān)于O對稱的兩點，A、B是連線延長

線上的兩點，且到正、負電荷的距離均等于兩電荷學(xué)生練習(xí)鞏固等量異種點

間距的一半。則以下結(jié)論正確的是()電荷的電場強度

的大小和方向電

場強度的變化

A.B、C兩點電場強度方向相反

B.A、B兩點電場強度相同

C.C、O、D三點比較，O點電場強度最弱

D.A、O、B三點比較，O點電場強度最弱

答案：AB

（2）等量同種點電荷的電場線

學(xué)生觀察等量掌握等量同種點

同種點電荷的電荷的兩電荷的

電場線連線上和兩電荷

等量同種點電荷的電場線

連線的中垂線上:

①兩電荷的連線上：每點電場強度的方向由該

點指向O點，大小由電場強度為零的O點開始向

兩端逐漸變大；任意一點c與該點關(guān)于O點的對稱

點d的電場強度大小相等、方向相反。

等量同種點電荷的電場線

②兩電荷連線的中垂線上:O點和無窮遠處的

電場強度均為零，所以在中垂線上，由O點開始，

沿中垂線向兩邊電場強度先變大，后逐漸減小，到

無窮遠時減小為零；中垂線上任一點a與該點關(guān)于

O點的對稱點b的電場強度大小相等、方向相反。

針對練習(xí)：如圖為真空中兩點電荷A、B形成

的電場中的一簇電場線，已知該電場線關(guān)于虛線對

稱O點為A、B電荷連線的中點，a、b為其連線的

中垂線上對稱的兩點，則下列說法正確的是()學(xué)生練習(xí)鞏固等量同種點

電荷的有關(guān)知識

A.A、B可能為帶等量異號的正、負電荷

B.A、B可能為帶不等量的正電荷

C.a、b兩點處無電場線，故其電場強度可能為

零

D.同一試探電荷在a、b兩點處所受靜電力大小

相等，方向一定相反

解析：根據(jù)電場線的方向及對稱性，可知該電

場為等量同種電荷形成的，故A、B均錯誤；a、b

兩點雖沒有畫電場線，但兩點的電場強度都不為

零，只有O點和無窮遠處的電場強度才為零，所以

C錯誤；根據(jù)等量同種電場的特點可知，同一電荷

在a、b兩點所受靜電力等大反向，D正確。

演示：模擬電場線

模擬正電荷電場線的照片

把頭發(fā)碎屑懸浮在蓖麻油里，加上電場，碎屑

就按電場強度的方向排列起來，顯示出電場線的分

布情況。如圖是模擬正電荷電場線的照片。

電場線不是實際存在的線，而是為了形象地描

述電場而假想的線。這個實驗只是用來模擬電場線

的分布。

二、勻強電場

1.如果電場中各點的電場強度的大小相等、方

向相同，這個電場就叫作勻強電場。

模擬平行金屬板間電場線的分布。

相距很近的一對帶等量異種電荷的平行金屬

閱讀課文說出鍛煉學(xué)生的自主

板，它們之間的電場

勻強電場的特學(xué)習(xí)能力

除邊緣外，可以看作勻強電場。

點

2.勻強電場的特點

①勻強電場各點電場強弱相同，電場線密疏程

度一樣。

②勻強電場各點電場方向相同。

知識拓展：點電荷與帶電平板的電場中電場線

的分布

在帶電平板表面場強與平板垂直

科學(xué)方法：用物理量之比定義新物理量

閱讀課文拓展學(xué)生的知識

在物理學(xué)中，常常用物理量之比表示研究對象

科學(xué)方法：用面

的某種性質(zhì)。例如，用質(zhì)量m與體積V之比定

物理量之比定

義密度ρ、用位移L與時間t之比定義速度v、

義新物理量

用靜電力F與電荷量q之比定義電場強度E，等

等。這樣定義一個新的物理量的同時，也就確定了

這個新的物理量與原有物理量之間的關(guān)系。

比值定義包含“比較”的思想。例如，在電場

強度概念建立的過程中，比較的是相同電荷量的試

探電荷受靜電力的大小。

課堂練習(xí)

1．以下說法正確的是（）

A．電場線是電場中實際存在的線

B．電場線是從正電荷(或無窮遠)發(fā)出，到負電學(xué)生練習(xí)鞏固本節(jié)知識

荷或(無窮遠)終止的不封閉曲線

C．一對正、負電荷的電場線不相交，但兩對

以上正負電荷的電場線可能相交

D．電場線的疏密程度反映電場強度大小，電

場中沒有電場線的地方，場強為零

答案：BC

2.以下關(guān)于電場和電場線的說法中正確的是

()

A.電場和電場線都是客觀存在的物質(zhì)，因此電

場線不僅能在空間相交，也能相切

B.在電場中，凡是電場線通過的點電場強度不

為零，不畫電場線區(qū)域內(nèi)的點的電場強度為零

C.同一試探電荷在電場線密集的地方所受靜電

力大

D.電場線是人們假設(shè)出來的,用以形象表示電

場的強弱和方向，客觀上并不存在。

答案：CD

3.如圖所示，空間有一電場，電場中有兩個點

a和b，下列表述正確的是()

A.該電場是勻強電場

B.a點的電場強度比b點的大

C.b點的電場強度比a點的大

D.正電荷在a、b兩點受力方向相同

答案：B

4.帶電平行板間的電場強度是()

A．以板間中點最強

B．接近兩板處最強

C．除邊緣區(qū)域外到處都一樣

D．在板間中點為零

答案：C

拓展提高

1.一帶電粒子從電場中的A點運動到B點，

其運動軌跡如圖中虛線所示，若不計粒子所受重

力，下列說法中正確的是（）

A．粒子帶負電荷

B．粒子的初速度不為零

C．粒子在A點的速度大于在B點的速度

D．粒子的加速度大小先減小后增大

答案：B

2.某電場的電場線分布如圖所示,下列說法正

確的是()

A.c點的電場強度大于b點的電場強度

B.若將一試探電荷+q由a點靜止釋放,它將沿

電場線運動到b點

C.b點的電場強度大于d點的電場強度

D.a點和b點的電場強度的方向相同

答案：C

3.負電荷從電場中A點由靜止釋放,只受靜電

力作用，沿電場線運動到B點，它運動的速度—時

間圖像如圖所示。則A、B兩點所在區(qū)域的電場線

分布情況可能是(